用于经铜缆传送无线电信号的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及被配置为用于将RF无线电信号从第一RF频带下变频到第一LF频带并将电信号从第二LF频带上变频到第二RF频带的转换单元(41)；LF频带和RF频带具有相同的带宽，而RF频带以高于LF频带的LF中心频率的中心频率为中心。转换单元(41)适于根据预定标准在多个RF频带和所述多个铜缆链路当中选择在上面发送经下变频的RF信号的铜缆链路(5)和第一LF频带；以及根据预定标准在所述多个RF连接件和多个RF频带当中选择在上面发送经上变频的LF信号的RF连接件和第二RF频带。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于经铜缆传送无线电信号的方法和系统
本专利技术涉及电信系统的领域，特别涉及密集使用分布式天线和多天线系统的无线电网络的领域以及多输入多输出(MIMO)技术。
技术介绍
具有分布式天线的无线系统和多天线的使用具有如文献中广泛报道的若干益处。本文讨论的示例性使用例是蜂窝通信系统。蜂窝系统中吞吐量和移动性的不断增长的需求正在改变无线电接入网络(RAN)的范例。小小区(smallcell)和天线的广泛部署似乎是增加就每平方公里吞吐量而言的RAN容量的唯一可行解决方案。集中式RAN(CRAN，图1中所示)被设计为集中处理大量天线，以通过推动相互协作以减轻干扰来同时在相同的时-频资源中为大量用户提供服务。天线连同最少的本地处理一起被托管在部署在小区站点处或密集地理分布在室内/室外的远程单元(RU)中，而调制/解调处理在远程布置在相同机房(hotel)中的多个基带单元(BBU)处执行，这就可扩展性和可编程性而言具有大的优势[1]。前传(Front-hauling)是用于指基于传送RU到BBU(上行链路)和BBU到RU(下行链路)射频(RF)信号的原理的BBU和RU之间的连接的技术词汇。通常，前传被设计为在RF信号的同相和正交(IQ)流式传输被数字化并根据任何常规采用的串行协议(诸如CPRI[2]或用于数字IQ流式传输的任何其它类似的协议)布置到分组的序列中之后交换它们。RF信号数字化的缺点是可以高达30倍的带宽扩展(对于压缩的CPRI而言，降低至16-18倍[3])。即使光学网络似乎是传送几Gbps的唯一可行的技术，在RU处使用若干天线也根据其数量Na扩展带宽，并且对于每个具有多个天线的RU而言，对应的数据率能够容易地上升到几十Gbps。举例来说，在通过一个天线接收具有100MHz带宽的RF信号的情况下，那么对于RF信号传送，数字前传需要至少3Gbps(或者，如果是压缩的CPRI，那么是1.6-1.8Gbps)；对于具有Na＝10个天线的RU，数据率变为30Gbps(或者，如果被压缩，那么是16-18Gbps)，并且对于大型天线或聚合的多个RU，数据率可以达到几百Gbps。与数字IQ流式传输相比，模拟RF信号经光纤或线缆的(在一些载波频率适配之后的)直接中继避免了任何带宽扩展，并且被认为是专利技术人过去也调查过的有前途的解决方案。无线或铜载无线电(RoC)将RF载波变换为适合双绞线铜缆的带宽，以在RU和BBU之间传送，RF载波的传送可以与其它服务(诸如xDSL[4])共存。RoC的好处在于它可以重用现有的双绞线电话线，以及甚至在建筑物和企业中大量存在的LAN线缆，并且RoC设备可以通过相同的线缆供电。光载无线电(RoF)使用类似的方法，通过用RF信号直接调制激光器[5]。但是，直接调制所要求的线性度对于采用RoF而言是严重的限制，这给光通信界留下了一些仍然开放的研究课题。申请人已经注意到，RoC体系架构是模拟-中继系统，与数字IQ流式传输和RoF相比，RoC提供了本文下面表1中收集的若干好处。即，RoC使用类似的RF电子器件用于上行(BB到RF)和到基带(BB)的下行(RF到BB)转换，并且用于带宽转换的电路系统(混合器)与RoF(需要线性调制激光器)或甚至与CPRI(需要快速数字化和IQ分组聚合)相比具有中等复杂性。模拟-中继的延迟时间可以忽略不计，并且RoC的所有延迟时间只是由于传播引起的；这是能够实现5G系统预测的1ms的端到端延迟时间的唯一可行方法。此外，RoC中的RU可以通过使用铜利用与自2003年以来由IEEE802.3标准化的以太网供电(PoE)的相同范例以不同的功率水平从BBU机房远程供电。表1RoC的第一个示例是为具有家庭天线的远程化的毫微微小区(femtocell)系统开发的，并且经铜线的模拟无线电信号的模拟重复被模拟到模拟(A/A)转换器采用，模拟到模拟(A/A)转换器双向变换射频频谱以遵守双绞线电话线[6](或专利US9107203)。RoC的示例是Ericsson的RadioDot产品[7]。根据图2中总结的[6]，在经双绞线线缆的RoC传送中，每个A/A(20)连接到一个天线(21)，并且连接到一根充当前传的双绞线线缆(22)。在US9107203中要求保护的以及在这里针对RU-BBU情况的情境来例示的场景是每个RU具有连接到一根双绞线线缆的一个天线，多个双绞线连接到对应的RU并且全都在相同的线缆结合器(binder)(23)内。由于双绞线之间的电耦合，经线缆传送的RF信号相互干扰，这种干扰是远端串扰(FEXT)。连接多个用户的多个天线是无线电MIMO，其中多个用户具有他们的天线(在专业术语中也称为终端)，而受FEXT干扰的线缆是线缆MIMO。无线电MIMO和线缆MIMO相互级联复合(compound)，以产生无线电线缆MIMO(RC-MIMO)。即，RC-MIMO的特征在于系统内干扰(即，来自相同小区中的终端或相同载波频率以及相同线缆结合器内的线缆的干扰)，还有系统间干扰(即，由其它小区重用相同载波频率来服务的其它终端、和/或共存于相同线缆结合器中的使用xDSL服务的线缆或者间隔太近的线缆产生的干扰)。主要限制是经线缆的RF信号相互地FEXT干扰。由于无线电接入协议考虑采用MIMO算法作为BBU处的例行处理的一部分，因此系统内FEXT的增大对于整个RC-MIMO系统的性能似乎并不关键。换句话说，在BBU处，RC-MIMO只是更复杂的MIMO。详细地说，图2的多小区系统可以实践性并分析性地解释为图2中概述的线性算子(矩阵)的复合，其中矩阵Hair考虑空中MIMO(用户数量乘以天线数量)，以及Hcable考虑线缆MIMO(具有线缆数量的方形矩阵)。因此上行链路系统模型(下行链路模型在广播模式下是双重的)可以由以下公式表示：y＝HcableBHairs+HcableBnair+ncable其中“y”是在BBU处接收的信号，“s”是由C-RAN的RU接收的上行链路信号，nair是RU的数量，ncable是线缆的数量，并且B是模拟到模拟(A/A)转换器的增益矩阵。应当注意的是，当每个A/A设备正在接入一个天线并且它不与其它设备交换直接信息时，A/A增益彼此解耦；为此，矩阵B是具有非零对角线元素bi,i的对角线矩阵，对角线元素bi,i表示第i个A/A转换器的增益。A/A的功率整形有两个好处：预先补偿(或后补偿)具有显著的频率依赖衰减的线缆衰减[8]。为了使A/A设备能够缓解线缆和xDSL服务之间的串扰干扰并实现高数据率服务，可以使用使双绞线的集合与某种屏蔽成组而没有任何共存的其它服务的线缆[7]。示例是通常用于局域网的CAT5或CAT6线缆。虽然RoC作为前传已经显示出超过RoF或经光纤的CPRI的高潜力和优势，但仍然需要控制RC-MIMO中的干扰，以实现RF信号的宽无线电频谱的传送，以通过载波聚合和多种空中协议(例如，WiFi、LTE、UMTS、用于WSN和domotics的IEEE802.15、5G等等)为端用户提供改善的服务，并且对每个RU而言在RU处部署数量高于双绞线铜线的许多天线。参考文献[1]Checko等人，“CloudRANforMobileNetworks–ATech本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经铜缆传送无线电信号的方法，包括：‑在以RF中心频率为中心的射频频带中接收至少一个RF信号，‑将所述至少一个RF信号从RF频带下变频到LF频带，所述LF频带具有所述RF频带的相同带宽并且以低于所述RF中心频率的LF中心频率为中心，‑在铜缆(5)中设置的铜缆链路上发送经下变频的RF信号，其特征在于：根据预定标准在多个LF频带和多个铜缆链路当中选择所述线缆链路和所述LF频带。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.28 US 62/247,2181.一种经铜缆传送无线电信号的方法，包括：-在以RF中心频率为中心的射频频带中接收至少一个RF信号，-将所述至少一个RF信号从RF频带下变频到LF频带，所述LF频带具有所述RF频带的相同带宽并且以低于所述RF中心频率的LF中心频率为中心，-在铜缆(5)中设置的铜缆链路上发送经下变频的RF信号，其特征在于：根据预定标准在多个LF频带和多个铜缆链路当中选择所述线缆链路和所述LF频带。2.如权利要求1所述的方法，还包括接收控制命令并且基于接收到的控制命令动态地选择所述铜缆链路和所述LF频带。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述预定标准提供选择两个或更多个LF频带，并且其中所述方法包括在所述两个或更多个LF频带中对所述至少一个RF信号进行下变频，以便获得两个或更多个相应的LF信号，并且将所述两个或更多个LF信号发送到一个或更多个选择的铜缆链路上。4.如权利要求1或2所述的方法，其中所述预定标准提供选择一个LF频带以及两个或更多个铜缆链路，由此，所述方法提供在选择的LF频带中将经下变频的信号发送到两个不同的铜缆链路上。5.如权利要求1或2或3或4所述的方法，其中RF信号是模拟信号，并且其中对接收到的RF信号进行下变频包括：-将所述RF信号下变频到所述LF频带，-将经下变频的信号转换成数字LF信号，-处理所述数字LF信号，-将经处理的数字LF信号转换成模拟LF信号。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在相应的LF频带中接收和下变频两个RF信号，并且其中在铜缆链路上发送两个经下变频的信号包括-为所述两个经下变频的信号生成共模电压和差模电压，-经两个线缆链路发送所述共模电压和所述差模电压，每个线缆链路包括至少一个双绞线。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中在相应的LF频带中接收并下变频多个RF信号，并且其中在铜缆链路上发送多个经下变频的信号包括-为所述多个经下变频的信号中的M对生成共模电压和差模电压，其中M是整数，-在包括M个双绞线的线缆(5)中获得的2M-1个铜链路上发送共模电压的M-1个组合和M个差模电压。8.如权利要求6或7所述的方法，还包括动态地将用于LF信号传输的铜链路中的一个或更多个铜链路分配给电力供给。9.一种用于发送经铜缆传送的信号的方法，包括：-经铜缆接收电信号，所述电信号在以LF中心频率为中心的LF频带中发送，-将从所述LF频带接收到的电信号上变频到RF频带，所述RF频带具有所述LF频带的相同带宽并且以高于所述LF中心频率的RF中心频率为中心，-将经上变频的电信号发送到天线以进行无线电传输，其特征在于：根据预定标准在多个天线和多个频带当中选择所述天线和所述RF频带。10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述铜缆包括多个双绞线，并且其中所述方法提供动态分配所述多个双绞线中的双绞线交替地用于有源...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·翁贝托，
申请(专利权)人：米兰综合工科大学，
类型：发明
国别省市：意大利,IT